墩身脚手架安全检算

墩身脚手架安全检算

1.1 脚手架计算参数

1.1.1 脚手架参数

1、双排脚手架搭设高度为20.0 米，立杆采用单立管；

2、搭设尺寸为：立杆的纵距为1.50米，立杆的横距为1.05米，大小横杆的步距为1.80 米；

3、内排架距离墙长度为0.60米；

4、大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2 根；

5、脚手架沿墙纵向长度为10 米；

6、采用的钢管类型为Φ48×3.5；

7、横杆与立杆连接方式为双扣件；取扣件抗滑承载力系数为0.80。

1.1.2 活荷载参数

施工均布活荷载标准值：3.0 kN/m2；脚手架用途：结构脚手架；同时施工层数：2 层。

1.1.3 风荷载参数

1、本工程地处山东省莱阳市，基本风压为0.3 kN/m2；

2、风荷载高度变化系数μz为0.84，风荷载体型系数μs为0.65，脚手架计算中考虑风荷载作用。

1.1.4 静荷载参数

1、每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m2)：0.1248；

2、脚手板自重标准值(kN/m2)：0.350；

3、栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2)：0.110；

4、安全设施与安全网(kN/m2)：0.005；

5、脚手板铺设层数：4；

6、脚手板类别：竹串片脚手板；

7、栏杆挡板类别：栏杆；

8、每米脚手架钢管自重标准值(kN/m2)：0.038。

1.2 大横杆的计算:

1.2.1 均布荷载值计算

大横杆的自重标准值：P1=0.038 kN/m ；

脚手板的自重标准值：P2=0.350×1.050/(2+1)=0.123 kN/m ；

活荷载标准值：Q=3.000×1.050/(2+1)=1.050 kN/m；

静荷载的设计值：q1=1.2×0.038+1.5×0.123=0.23kN/m；

活荷载的设计值：q2=1.4×1.050=1.470 kN/m；

图3.1-1 大横杆设计荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度

图3.1-2 大横杆设计荷载组合简图(支座最大弯矩)

1.2.2 强度验算

跨中和支座最大弯距分别按图3.1-1、图3.1-2组合。

跨中最大弯距计算公式如下：

跨中最大弯距为M1max=0.08×0.23×1.5002+0.10×1.470×1.5002 =0.372kN.m；

支座最大弯距计算公式如下：

支座最大弯距为M2max= -0.10×0.23×1.5002-0.117×1.470×1.5002 =-0.439 kN.m；

选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：

σ=Max(0.372×106,0.439×106)/5080.0=86.417 N/mm2；

大横杆的最大弯曲应力为σ= 86.417 N/mm2 小于大横杆的抗压强度设计值[f]=205.0 N/mm2，满足要求！

1.2.3 挠度验算

最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度。

计算公式如下：

其中：

静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.123=0.161 kN/m；

活荷载标准值: q2= Q =1.050 kN/m；

最大挠度计算值为：

V= 0.677×0.161×1500.04/(100×2.06×105×121900.0)+0.990×1.050×1500.04/(100×2.06×105×121900.0) = 2.314mm；

大横杆的最大挠度2.314 mm 小于大横杆的最大容许挠度1500.0/150 mm，满足要求！

1.3 小横杆的计算

根据JGJ130-2001第5.2.4条规定，小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。用大横杆支座的最大反力计算值作为小横杆集中荷载，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。

1.3.1 荷载值计算

大横杆的自重标准值：p1= 0.038×1.500 = 0.058kN；

脚手板的自重标准值：P2=0.350×1.050×1.500/(2+1)=0.184kN；

活荷载标准值：Q=3.000×1.050×1.500/(2+1) =1.575kN；

集中荷载的设计值: P=1.5×(0.046+0.147)+1.4×1.26 =2.054 kN；

图3.1-3 小横杆计算简图

1.3.2 强度验算

最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的标准值最不利分配的弯矩和均布荷载最大弯矩计算公式如下：

Mqmax = 1.5×0.038×1.0502/8 = 0.008 kN.m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下：

Mpmax = 2.054×1.050/3 =0.719 kN.m ；

最大弯矩M= Mqmax + Mpmax = 0.727 kN.m；

最大应力计算值σ = M / W = 0.727×106/5080.000=143.11N/mm2 ；

小横杆的最大应力计算值σ =143.11N/mm2小于小横杆的抗压强度设计值205.000N/mm2，满足要求！

1.3.3 挠度验算

最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与大横杆传递荷载的设计值最不利分配的挠度和小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下：

Vqmax=5×0.038×1050.04/(384×2.060×105×121900.000) = 0.024 mm ；

大横杆传递荷载P = p1 + p2 + Q = 0.058+0.184+1.575 = 1.816 kN；

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下:

Vpmax = 1816.350×1050.0×(3×1050.02-4×1050.02/9 ) /(72×2.060×105

×121900.0) = 2.972 mm；

最大挠度和V = Vqmax + Vpmax = 0.024+2.972 = 2.996 mm；

小横杆的最大挠度和2.996 mm小于小横杆的最大容许挠度1050.000/150=7.000与10 mm，满足要求！

1.4 扣件抗滑力的计算

按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96页，双扣件